在过程控制环境中人工启动紧急关断测试和收集诊断数据的系统技术方案

一种紧急关断测试，其中紧急关断测试包括紧急关断设备控制器和传感器以向控制器提供数据。紧急关断设备控制器包括处理器，耦合至处理器的存储器，和耦合至处理器的辅助输入，其中紧急关断测试存储在存储器中，而辅助输入适宜接收二元信号和传感器数据。第一例程存储在所述存储器中并适宜在处理器上执行，以响应在辅助输入上收到的二元信号而进行紧急关断测试。该存储器还适宜存储第二例程，其中第二例程适宜在处理器上执行以在紧急关断测试期间使传感器数据存储在存储器中。处理器将多个预定限制与收到的传感器数据进行比较以确定阀是否完全可操作或可能存在问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

A system that manually starts emergency shutdown testing and collects diagnostic data in a process control environment

An emergency shutdown test in which an emergency shutdown test includes an emergency shutdown device, controller, and sensor to provide data to the controller. Emergency shutdown device controller includes a processor, a memory coupled to the processor, and auxiliary input coupled to the processor, wherein the emergency shutdown test in memory, and the appropriate auxiliary input signal and the sensor data received two yuan. The first routine is stored in the memory and is suitable to be executed on the processor to respond to emergency shutdown tests in response to the two yuan signal received on the secondary input. The memory is also adapted to store second routines, wherein the second routine is suitable to be executed on the processor to store sensor data in memory during an emergency shutdown test. The processor compares a plurality of predetermined constraints to received sensor data to determine whether the valve is fully operable or may have problems.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用于过程控制环境中的紧急关断系统，并涉及使用于该系统中的紧急关断阀的测试和诊断。
技术介绍
安全仪器系统包含紧急关断阀，其正常时在全开或全闭状态下，而在紧急状况下受逻辑求解器或编程逻辑控制器(PLC)控制。为确保阀能正确工作，可通过使他们部分开或部分闭来周期性地测试他们。由于这些测试通常是在过程在线或操作时进行的，故重要的是进行任何可信赖测试并接着使阀返回其正常状态。在此场合中，术语“正常状态”一词意指当没有紧急并且未测试紧急关断阀时紧急关断阀的位置或状态。现有技术系统的缺点在于紧急关断测试通常是由异地控制器在预定间隔处进行的。例如，因烦琐的测试过程和涉及人力之故，每年仅可进行几次紧急关断测试。而且，在紧急关断测试时，受测试的紧急关断阀或其他紧急关断设备由于出现了实际紧急事件而无法使用。同步测试很有限，不足以检验紧急关断测试系统的操作性。因而最好是研发一种系统，其中安全人员可在任何时候启动并目击测试。同样重要的是任何紧急关断系统当服从紧急关断控制器命令时，在紧急事件出现在紧急关断设备测试间隔中，而此间隔又处于关断测试期间的不太可能而又有可能的状况下，该紧急关断系统具有提供激活紧急关断设备(例如阀)至其安全条件的能力。在此场合中，术语“安全条件”一词是指若紧急关断设备是紧急关断阀，则意指开或闭位置，而“安全”条件是指通常是但不总是从控制紧急关断阀的电子组件撤去全部电力时阀最终的位置。在此状况下，紧急关断系统有可能正确命令紧急关断设备。传统的紧急关断测试是使用机械扰乱器、法兰盘、气流测试仓、过程控制计算机等启动的。这些尖端而昂贵的设备通过向紧急关断设备或诸如能够命令紧急关断设备的数字阀控制器之类设备发送控制信号而工作。该传统设备还包括大量笨重器材中的硬件和软件，其必须在启动测试前备好并连接好。而且，设备通常对各紧急关断阀进行相同测试。因此最好是免去移动和连接这些复杂而昂贵的设备的需要，并为各特有阀定制测试和收集的数据。而以往的紧急关断设备皆不能满足这些要求。
技术实现思路
提供了一种紧急关断测试系统，其适宜与具有紧急关断设备控制器的诊断设备通信。该紧急关断设备控制器包括一处理器，一耦合至处理器的存储器，和一耦合至处理器并适宜接收测试激活信号的输入端。第一例程存储在该存储器中并适宜在处理器上执行，以响应在辅助输入端上收到的信号而进行紧急关断测试。第二例程存储在该存储器中并适宜在紧急关断测试期间在该处理器上执行，以将一个或多个传感器输出存储在该存储器中用于以后取回。紧急关断测试系统可进一步包括一通信单元，其中该通信单元耦合至该处理器并使用诸如HART协议等开放通信协议与诊断设备通信。存储在处理器中的第一例程可进一步适宜防止激活紧急关断测试，除非该单元构成为人工启动测试。存储在该处理器中的第一和第二例程可以是阀特定的、可构成的脚本。若紧急关断设备是紧急关断阀，则第一例程可进一步适宜使系统生成的设定点与紧急关断阀的阀杆位置进行比较。紧急关断测试系统的第二例程可进一步适宜使多个控制和传感器数据在紧急关断测试期间受到监视，而若该数据超出预置范围则激活警报条件。若存在警报条件则该系统可使紧急关断测试异常结束。该警报条件可自一组包括最小部分冲程压强，位移偏离，和阀粘附的警报条件中选择。紧急关断设备控制器可进一步包括模拟至数字(“A/D”)转换器，以将来自该传感器的模拟输入转换成数字信号，其中A/D转换器在操作时连接至该处理器。由A/D转换器转换的模拟输入可包括一选自包括阀杆位移，线压，回路电路，和激活设备信号生成的模拟输入。紧急关断测试系统还可包括防爆机壳，其容纳紧急关断设备控制器。附图说明图1是紧急关断测试系统的一些组件的框图。图2是数字阀控制器的一些组件的框图。图3是表示使用于紧急关断测试的激活和诊断的某些步骤的流程。具体实施例方式在众多产业中，阀和其他机械设备被用于过程控制系统，以在出现紧急状况时将各种过程迅速带入安全状态。至关重要的是测试这些阀和电/机设备，以确保他们工作正确。例如，为检验阀的性能，需以可信和安全方式检验阀的机械运动而不影响过程。图1示出了一个紧急关断测试系统10的实例，用来测试紧急关断(ESD)阀12。本领域的技术人员应注意，虽然在此实施例中示出了紧急关断阀，但在控制设备测试系统中也可代之以其他控制设备。例如紧急关断阀12可位于包括在入口向紧急关断阀12提供流体的管线和从紧急关断阀12的出口引导流体的出口管线的过程控制系统。紧急关断阀12正常时在两个位置之一，即紧急关断阀12不是处于允许流体在入口管线与出口管线之间自由流动的敞开状态，就是紧急关断阀12处在防止流体在入口管线与出口管线之间流动的全闭位置。为确保紧急关断阀12在真正的紧急关断条件中正确工作，紧急关断阀12可通过其部分开或闭而周期性地受测试，其中部分开或闭意指部分的该阀冲程。紧急关断系统10可包括数字阀控制器(DVC)14，其可启动紧急关断阀12的操作测试。在紧急关断测试期间，阀杆18被部分移动，并接着返回其正常状态。多个传感器15置于压强线和可移动组件上，从而可监视多个参数。紧急关断测试可包括多个用于DVC 14的脚本或例程。用来使用传感器收集诊断数据的可执行脚本的几个实例有(1)测试冲程的长度(即，阀杆位移)，(2)阀杆位移速率，(3)在紧急关断测试期间从传感器获得的数据，(4)取样率，(5)占居测试目标位置的时长，和(6)激励器压强和时间。DVC 14还可构成在紧急关断测试条件期间记录阀12的动作。这些在线阀诊断可构成当紧急关断阀插头移动时自动地开始记录。在线阀诊断可标记为在存储在DVC 14中的所记录数据的在线诊断，并可记录任何事项，其中阀插头从其正常所处位置移走，不管是因来自DVC 14的请求还是出乎意料的。DVC 14还可构成当线40上的回路电流降至预定电平以下时触发在线诊断数据收集。在紧急关断测试期间从传感器15获得的数据与合适的预定限制进行比较。预定限制的实例包括最小压强，最大压强，取样率，位移时间，和位移偏离。仍然参照图1，紧急关断测试系统10可包括线圈阀16，以提供压强而将紧急关断阀12既在存在实际紧急事件时移至紧急位置，又在紧急关断测试期间移至部分冲程位置(预定位置)。阀激励器17可包括耦合至气流线19的气流输入，以响应气流线19中的气流压强变化而移动紧急关断阀的插头(阀的插头未示出，但它连接至阀的阀杆18)。线圈阀16可包括线圈控制20，其可接收双绞线22上的直流电力和电气控制信号。例如，线圈控制20可通过线22接收24伏直流。线圈控制20可在连接至线圈阀16的输出线42上提供输出，以控制线圈阀16输出处的压强。线圈阀16和线圈控制20可被用来为紧急关断测试系统10提供冗余。冗余是通过让线圈阀16打开并将线19中的气压排出排气线21而达到的，从而使激励器17上的弹簧移动阀杆18。也就是说，设有排气线21形式的置换路线，用来减小线19中的气压。来自线19的传感器数据与阀杆位移数据进行比较，以判定是否应激活阀粘附警报。DVC 14可在操作时连接至紧急关断阀12并可包括耦合至线圈阀16的气流输出线28。DVC 14可由一对电气线40供电并经HART网络(一种本领域的技术人员熟知的通信协议)或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧急关断测试系统包括：　　　　处理器；　　　　耦合至所述处理器的存储器，其中在所述存储器中存储了紧急关断测试过程；　　　　耦合至所述处理器的辅助输入，其适宜接收二元信号；　　　　第一例程，其存储在所述存储器中并适宜在所述处理器上执行，以响应在辅助输入上收到的所述二元信号而进行所述紧急关断测试过程；和　　　　第二例程，其存储在所述存储器中并适宜在所述处理器上执行，以在所述紧急关断测试期间将所述数据存储在所述存储器中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉米L斯诺巴格尔，里亚兹M阿里，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]